中国科学技术大学：《电磁学》课程教学资源（专题报告）只是应用于iPOD的GMR——漫谈2007诺贝尔物理奖（主讲：朱弘）

只是应用于Pod的GMR效应？ 一一漫谈2007诺贝尔物理奖 中国科学技术大学物理系 朱弘 2007年12月1日

只是应用于iPod的GMR效应？ －－漫谈2007诺贝尔物理奖 中国科学技术大学物理系 朱 弘 2007年12月1日

主要内容 一.2007年诺贝尔物理奖 二.磁电阻效应及其应用 三.自旋电子学简介 四.小结

主要内容 一. 2007年诺贝尔物理奖 二. 磁电阻效应及其应用 三. 自旋电子学简介 四. 小结

信息存储技术的进步 。1300A COBY 80s 90's early 21th cen. 尺寸 密度 Published online 9 October 2007|Nature doi:10.1038/449643a The physics prize inside the iPod-Giant magnetoresistance secures Nobel

信息存储技术的进步 80’s 90’s early 21th cen. 尺寸 密度 Published online 9 October 2007 | Nature | doi:10.1038/449643a The physics prize inside the iPod－Giant magnetoresistance secures Nobel

The Nobel Prize in Physics 2007 "for the discovery of Giant Magnetoresistance" Albert Fert Peter Griinberg Universite Paris-Sud;Unite Mixte de Forschungszentrum Julich Physique CNRS/THALES Julich,Germany Orsay,France

The Nobel Prize in Physics 2007 "for the discovery of Giant Magnetoresistance" Albert Fert Université Paris-Sud; Unité Mixte de Physique CNRS/THALES Orsay, France Peter Grünberg Forschungszentrum Jülich Jülich, Germany

Fert的原创工作 VOLUME 61,NUMBER 21 PHYSICAL REVIEW LETTERS 21 NOVEMBER 1988 Giant Magnetoresistance of(001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices M.N.Baibich,()J.M.Broto,A.Fert,F.Nguyen Van Dau,and F.Petroff Laboratoire de Physique des Solides.Universite Paris-Sud.F-91405 Orsay,France R/R(H=0) (Fe 30A/Cr 18A)30 Hs 08 (Fe 30 A/Cr 12 Al3s Hs 0.6 √极高的磁电阻，4.2K (Fe 30 A/Cr9Al6o 引用次数：1751次 05F Hs .40 -30 -20 -10 b 20 30 40 Magnetic field (kG)

Fert的原创工作 ✓ 极高的磁电阻，4.2 K 引用次数：1751次

Grunberg的原创工作 RAPID COMMUNICATIONS PHYSICAL REVIEW B VOLUME 39,NUMBER 7 1 MARCH 1989 Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange G.Binasch,P.Gruinberg,F.Saurenbach,and W.Zinn Institut fuir Festkorperforschung.Kernforschungsanlage Julich G.m.b.H..Postfach 1913.D-5170 Julich.West Germany √三明治结构，室温，1.5%。引用次数：551次。 VOLUME 57,NUMBER 19 PHYSICAL REVIEW LETTERS 10 NOVEMBER 1986 Layered Magnetic Structures:Evidence fo Antiferromagnetic Coupling of Fe Layers across Cr Interiayers P.Grunberg.R.Schreiber,and Y.Pang(a) Kernforschungsanlage Julich.5170 Julich,West Germany √层间反铁磁耦合。引用次数：632次

Grunberg的原创工作 ✓ 三明治结构，室温，1.5 %。引用次数：551次。 ✓ 层间反铁磁耦合。引用次数：632次

一.2007年诺贝尔物理奖 二.磁电阻效应及其应用 三.自旋电子学简介 四.小结

一. 2007年诺贝尔物理奖 三. 自旋电子学简介 四. 小结 二. 磁电阻效应及其应用

磁电阻效应 >正常磁电阻(OMR,NMR) 普遍存在的，磁场对载流子的洛仑兹力引起的，电阻增大的 效应。通常非常微弱，特别对薄膜可以忽略。 >各向异性磁电阻(AMR) 铁磁金属中，电阻率与电流、磁化之间的夹角有关。通常 Pr+2P(p-p_)(cos0- 3 △p pi-p Pu/3+2p,/3 N的合金中AMR较大，室温下约5%。缘于自旋轨道作用。 Magnetic multilayers and giant magnetoresistance:fundamentals and industrial applications,Springer 2000

➢ 各向异性磁电阻（AMR） 铁磁金属中，电阻率与电流、磁化之间的夹角有关。通常 Ni的合金中AMR较大，室温下约5 ％。缘于自旋轨道作用。  j M 磁电阻效应 ➢ 正常磁电阻（OMR, NMR） 普遍存在的，磁场对载流子的洛仑兹力引起的，电阻增大的 效应。通常非常微弱，特别对薄膜可以忽略。 ) 3 1 ( )(cos 3 2 2 // // + − − + = ⊥ ⊥       // / 3 2 / 3 // ⊥ ⊥ + − =        Magnetic multilayers and giant magnetoresistance : fundamentals and industrial applications, Springer 2000

Fe,Co,Ni的铁磁性和输运 +一N) NE)一 一N N图 >自发磁化 d能带的交换劈裂是其主要来源。 >自旋相关散射 Mott双电流模型

Fe，Co，Ni的铁磁性和输运 ➢ 自发磁化 d能带的交换劈裂是其主要来源。 ➢ 自旋相关散射 Mott双电流模型 R↑ R↓

Fe/Cr多层膜的GMR效应(1) H=0 3d EF Current 3d +N(E)N(E) NE)N(E→ R H=0 ↓t R >零场、反铁磁耦合下，两极化电流均处于高阻通道

Fe/Cr多层膜的GMR效应（1） ➢ 零场、反铁磁耦合下，两极化电流均处于高阻通道。 R↑ R↓ H=0